Už dávno som si chcel vyrobiť miniatúrnu a žiarivú baterku napájanú jedným AA alebo AAA prvkom. Na takéto účely existuje dokonca jeden špeciálny. mikroobvody, ale máme ich nedostatok + ropucha ma donútila zamyslieť sa. V dôsledku toho sa stal tento zázrak:

Veľmi jasne svieti. Jas žiary takmer neklesne, ak paralelne pripojíte ďalšiu LED. Množstvo dielov + jednoduchosť montáže a konfigurácie vám umožní bez problémov opakovať tento dizajn.

Transformátor je navinutý na feritovom krúžku. Vzal som prsteň zo starej základnej dosky. Veľmi ľahko sa navíja. Vezmeme dva drôty rovnakej dĺžky (použil som dva rôzne farebné drôty zo sieťového kábla). Poskladáme ich a preloženým drôtikom začneme navíjať otočku na obrúčku. V dôsledku toho dostaneme 4 drôty, dva na každej strane krúžku. Z každej strany vezmeme jeden drôt rôznych farieb a zviažeme ich. Malo by to vyzerať asi takto:

Bočný pohľad:

Namiesto tranzistora BC547C môžete použiť náš domáci KT315. Pomocou odporu R1 môžete mierne upraviť jas svetla. Doska pre tento obvod nebola vyvinutá, tu je podľa mňa nanič.

Napriek širokému výberu LED bateriek rôznych prevedení v predajniach rádioamatéri vyvíjajú vlastné verzie obvodov na napájanie bielych supersvietivých LED diód. V podstate ide o to, ako napájať LED len z jednej batérie alebo akumulátora a vykonať praktický výskum.

Po získaní pozitívneho výsledku sa obvod rozoberie, diely sa vložia do krabice, experiment sa dokončí a nastane morálna spokojnosť. Výskum sa často zastaví, ale niekedy sa zážitok z montáže konkrétnej jednotky na doštičku zmení na skutočný dizajn vyrobený podľa všetkých pravidiel umenia. Nižšie uvažujeme o niekoľkých jednoduchých obvodoch vyvinutých rádioamatérmi.

V niektorých prípadoch je veľmi ťažké určiť, kto je autorom schémy, keďže tá istá schéma sa objavuje na rôznych stránkach a v rôznych článkoch. Autori článkov často úprimne píšu, že tento článok bol nájdený na internete, ale nie je známe, kto prvýkrát zverejnil tento diagram. Mnohé obvody sú jednoducho skopírované z dosiek tých istých čínskych bateriek.

Prečo sú potrebné konvertory?

Ide o to, že priamy pokles napätia je spravidla najmenej 2,4 ... 3,4 V, takže je jednoducho nemožné rozsvietiť LED z jednej batérie s napätím 1,5 V a ešte viac z batérie s napätím 1,2V. Sú tu dve cesty von. Buď použite batériu s tromi alebo viacerými galvanickými článkami, alebo postavte aspoň ten najjednoduchší.

Práve konvertor vám umožní napájať baterku len jednou batériou. Toto riešenie znižuje náklady na napájacie zdroje a navyše umožňuje plnohodnotnejšie využitie: mnohé prevodníky sú prevádzkyschopné s hlbokým vybitím batérie až 0,7V! Použitie prevodníka tiež umožňuje zmenšiť veľkosť baterky.

Obvod je blokovací oscilátor. Ide o jeden z klasických elektronických obvodov, takže ak je správne a v dobrom funkčnom stave zostavený, začne okamžite fungovať. Hlavná vec v tomto obvode je správne navíjať transformátor Tr1 a nezamieňať fázovanie vinutí.

Ako jadro pre transformátor môžete použiť feritový krúžok z nepoužiteľnej dosky. Stačí navinúť niekoľko závitov izolovaného drôtu a pripojiť vinutia, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Transformátor môže byť navinutý navíjacím drôtom, ako je PEV alebo PEL s priemerom nie väčším ako 0,3 mm, čo vám umožní umiestniť na krúžok o niečo väčší počet závitov, najmenej 10...15, čo bude trochu zlepšiť fungovanie okruhu.

Vinutia by mali byť navinuté do dvoch drôtov, potom pripojte konce vinutí, ako je znázornené na obrázku. Začiatok vinutí v diagrame je znázornený bodkou. Môžete použiť akýkoľvek n-p-n tranzistor s nízkym výkonom: KT315, KT503 a podobne. V súčasnosti je jednoduchšie nájsť importovaný tranzistor, ako je BC547.

Ak nemáte po ruke tranzistor n-p-n, môžete použiť napríklad KT361 alebo KT502. V tomto prípade však budete musieť zmeniť polaritu batérie.

Rezistor R1 je vybraný na základe najlepšej LED žiary, hoci obvod funguje, aj keď je jednoducho nahradený prepojkou. Vyššie uvedený diagram je určený jednoducho „pre zábavu“, na vykonávanie experimentov. Takže po ôsmich hodinách nepretržitej prevádzky na jednej LED dióde batéria klesne z 1,5V na 1,42V. Dá sa povedať, že sa takmer vôbec nevybíja.

Ak chcete študovať zaťažiteľnosť obvodu, môžete skúsiť paralelne pripojiť niekoľko ďalších LED. Napríklad pri štyroch LED diódach obvod funguje celkom stabilne, pri šiestich LED sa tranzistor začne zahrievať, pri ôsmich LED jas citeľne klesne a tranzistor sa veľmi zahreje. Ale schéma stále funguje. Ale to je len pre vedecký výskum, pretože tranzistor v tomto režime nebude dlho fungovať.

Ak plánujete vytvoriť jednoduchú baterku založenú na tomto obvode, budete musieť pridať niekoľko ďalších častí, ktoré zabezpečia jasnejšiu žiaru LED.

Je ľahké vidieť, že v tomto obvode LED nie je napájaná pulzovaním, ale jednosmerným prúdom. Prirodzene, v tomto prípade bude jas žiary o niečo vyšší a úroveň pulzácií vyžarovaného svetla bude oveľa menšia. Ako dióda bude vhodná akákoľvek vysokofrekvenčná dióda, napríklad KD521 ().

Meniče s tlmivkou

Ďalší najjednoduchší diagram je znázornený na obrázku nižšie. Je o niečo zložitejší ako obvod na obrázku 1, obsahuje 2 tranzistory, ale namiesto transformátora s dvoma vinutiami má len tlmivku L1. Takúto tlmivku je možné navinúť na krúžok z tej istej energeticky úspornej žiarovky, na ktorú budete musieť navinúť iba 15 závitov navíjacieho drôtu s priemerom 0,3 ... 0,5 mm.

So špecifikovaným nastavením induktora na LED môžete získať napätie až 3,8 V (pokles napätia vpred na LED 5730 je 3,4 V), čo stačí na napájanie 1W LED. Nastavenie obvodu zahŕňa výber kapacity kondenzátora C1 v rozsahu ±50% maximálneho jasu LED. Obvod je funkčný pri znížení napájacieho napätia na 0,7V, čo zaisťuje maximálne využitie kapacity batérie.

Ak je uvažovaný obvod doplnený o usmerňovač na dióde D1, filter na kondenzátore C1 a zenerovu diódu D2, získate nízkonapäťový zdroj, ktorý možno použiť na napájanie obvodov operačného zosilňovača alebo iných elektronických komponentov. Indukčnosť tlmivky sa v tomto prípade volí v rozmedzí 200...350 μH, dióda D1 so Schottkyho bariérou, zenerova dióda D2 sa volí podľa napätia napájaného obvodu.

Pri úspešnej kombinácii okolností môžete pomocou takéhoto prevodníka získať výstupné napätie 7...12V. Ak plánujete použiť prevodník na napájanie iba LED diód, zenerovu diódu D2 je možné z obvodu vylúčiť.

Všetky uvažované obvody sú najjednoduchšie zdroje napätia: obmedzenie prúdu cez LED sa vykonáva takmer rovnakým spôsobom ako v rôznych príveskoch na kľúče alebo v zapaľovačoch s LED.

LED je cez tlačidlo napájania, bez akéhokoľvek obmedzovacieho odporu, napájaná 3...4 malými diskovými batériami, ktorých vnútorný odpor obmedzuje prúd cez LED na bezpečnú úroveň.

Aktuálne obvody spätnej väzby

Ale LED je koniec koncov súčasné zariadenie. Nie nadarmo sa v dokumentácii k LED diódam uvádza jednosmerný prúd. Skutočné napájacie obvody LED preto obsahujú prúdovú spätnú väzbu: akonáhle prúd cez LED dosiahne určitú hodnotu, koncový stupeň sa odpojí od napájania.

Stabilizátory napätia fungujú úplne rovnako, len existuje spätná väzba napätia. Nižšie je uvedený obvod na napájanie LED diód s prúdovou spätnou väzbou.

Pri bližšom skúmaní môžete vidieť, že základom obvodu je rovnaký blokovací oscilátor namontovaný na tranzistore VT2. Tranzistor VT1 je riadiaci v obvode spätnej väzby. Spätná väzba v tejto schéme funguje nasledovne.

LED diódy sú napájané napätím, ktoré sa akumuluje cez elektrolytický kondenzátor. Kondenzátor sa nabíja cez diódu pulzným napätím z kolektora tranzistora VT2. Usmernené napätie sa používa na napájanie LED diód.

Prúd cez LED prechádza po nasledujúcej dráhe: kladná doska kondenzátora, LED diódy s obmedzovacími odpormi, rezistor so spätnou väzbou prúdu (senzor) Roc, záporná doska elektrolytického kondenzátora.

V tomto prípade sa na spätnoväzbovom odpore vytvorí úbytok napätia Uoc=I*Roc, kde I je prúd cez LED diódy. Keď sa napätie zvyšuje (generátor koniec koncov pracuje a nabíja kondenzátor), prúd cez LED sa zvyšuje a následne sa zvyšuje napätie na spätnoväzbovom odpore Roc.

Keď Uoc dosiahne 0,6 V, tranzistor VT1 sa otvorí, čím sa uzavrie spojenie báza-emitor tranzistora VT2. Tranzistor VT2 sa zatvorí, blokovací generátor sa zastaví a prestane nabíjať elektrolytický kondenzátor. Pod vplyvom záťaže sa kondenzátor vybije a napätie na kondenzátore klesne.

Zníženie napätia na kondenzátore vedie k zníženiu prúdu cez LED a v dôsledku toho k zníženiu spätnoväzbového napätia Uoc. Preto sa tranzistor VT1 zatvára a nezasahuje do činnosti blokovacieho generátora. Generátor sa spustí a celý cyklus sa opakuje znova a znova.

Zmenou odporu spätnoväzbového odporu môžete meniť prúd cez LED v širokom rozsahu. Takéto obvody sa nazývajú stabilizátory impulzného prúdu.

Integrované stabilizátory prúdu

V súčasnosti sa prúdové stabilizátory pre LED vyrábajú v integrovanej verzii. Príklady zahŕňajú špecializované mikroobvody ZXLD381, ZXSC300. Obvody zobrazené nižšie sú prevzaté z údajového listu týchto čipov.

Na obrázku je znázornený dizajn čipu ZXLD381. Obsahuje PWM generátor (Pulse Control), prúdový snímač (Rsense) a výstupný tranzistor. Závesné diely sú len dve. Sú to LED a induktor L1. Typická schéma zapojenia je znázornená na nasledujúcom obrázku. Mikroobvod sa vyrába v balení SOT23. Generačná frekvencia 350 kHz je nastavená internými kondenzátormi, nie je možné ju zmeniť. Účinnosť zariadenia je 85%, štartovanie pod záťažou je možné aj pri napájacom napätí 0,8V.

Predné napätie LED by nemalo byť väčšie ako 3,5 V, ako je uvedené v spodnom riadku pod obrázkom. Prúd cez LED sa riadi zmenou indukčnosti induktora, ako je znázornené v tabuľke na pravej strane obrázku. Stredný stĺpec zobrazuje špičkový prúd, posledný stĺpec zobrazuje priemerný prúd cez LED. Na zníženie úrovne zvlnenia a zvýšenie jasu žiary je možné použiť usmerňovač s filtrom.

Tu používame LED s priepustným napätím 3,5 V, vysokofrekvenčnú diódu D1 so Schottkyho bariérou a kondenzátor C1 prednostne s nízkym ekvivalentným sériovým odporom (nízkym ESR). Tieto požiadavky sú potrebné na zvýšenie celkovej účinnosti zariadenia, čo najmenšie zahrievanie diódy a kondenzátora. Výstupný prúd sa volí výberom indukčnosti tlmivky v závislosti od výkonu LED.

Od ZXLD381 sa líši tým, že nemá vnútorný výstupný tranzistor a odpor snímača prúdu. Toto riešenie umožňuje výrazne zvýšiť výstupný prúd zariadenia, a teda použiť LED s vyšším výkonom.

Ako prúdový snímač je použitý externý rezistor R1, ktorého zmenou hodnoty nastavíte požadovaný prúd v závislosti od typu LED. Tento odpor sa vypočíta pomocou vzorcov uvedených v údajovom liste pre čip ZXSC300. Tieto vzorce tu nebudeme uvádzať, v prípade potreby je ľahké nájsť údajový list a vyhľadať vzorce odtiaľ. Výstupný prúd je obmedzený len parametrami výstupného tranzistora.

Pri prvom zapnutí všetkých popísaných obvodov je vhodné pripojiť batériu cez odpor 10 Ohm. To pomôže vyhnúť sa smrti tranzistora, ak sú napríklad vinutia transformátora nesprávne pripojené. Ak sa LED pri tomto odpore rozsvieti, potom je možné odpor odstrániť a vykonať ďalšie úpravy.

Boris Aladyshkin

Z batérie s napätím 1,5 V alebo nižším to jednoducho nie je reálne. Je to spôsobené tým, že väčšina LED diód má pokles napätia presahujúci túto hodnotu.

Ako rozsvietiť LED z 1,5 V batérie

Východiskom z tejto situácie môže byť použitie jednoduchého tranzistora a indukčnosti. Vo svojej podstate je to zvláštne. Obvod je jednoduchý blokovací generátor napájaný 1,5 voltovou batériou, ktorá generuje pomerne silné impulzy v dôsledku čerpania energie do induktora. Obvod je jednoduchý a dá sa zostaviť doslova za 10 minút.

Tlmivka T1 je vyrobená na feritovom krúžku s priemerom 7 milimetrov (jeho rozmery sú K7x4x3). Vinutie obsahuje 21 závitov, vyrobené z dvakrát preloženého smaltovaného medeného PEV drôtu s priemerom 0,35 milimetra.

Po dokončení navíjania musí byť koniec jedného z drôtov pripojený k začiatku druhého drôtu. Výsledkom je kohútik zo stredu vinutia. Výberom odporu môžete dosiahnuť lepší svetelný výkon.

LED diódy už dávno nahradili žiarovky takmer vo všetkých oblastiach. Je to pochopiteľné: LED diódy sú jasnejšie ako žiarovky vzhľadom na ich spotrebu energie.
Ale LED diódy majú aj množstvo nevýhod. Samozrejme, nebudeme hovoriť o všetkých, ale budeme diskutovať o jednom. Toto je vysoký počiatočný prah výkonu - je to asi 1,8-2,2 voltov. Prirodzene, nemôžete ho napájať z jednej batérie...
Aby sme tento nedostatok prekonali, zostrojíme jednoduchý prevodník s použitím absolútneho minima dielov.
Vďaka tomuto prevodníku môžete pripojiť LED (alebo niekoľko LED) na jednu batériu a vyrobiť si malú baterku.
Budeme potrebovať:

• Dióda vyžarujúca svetlo.
• 2N3904 alebo BC547 kremíkový tranzistor, alebo akákoľvek iná n-p-n štruktúra.
• Drôt.
• Rezistor 1 kOhm.
• Prstencové jadrá alebo feritové jadrá.

Obvod meniča

Dám vám dva diagramy. Jeden na navíjanie prstencového transformátora, druhý pre tých, ktorí nemajú po ruke prstencové jadro.

Toto je najjednoduchší blokovací generátor s voľnou budiacou frekvenciou. Myšlienka je stará ako čas. Zariadenie bude mať vysokú účinnosť.

Navíjanie induktora

Bez ohľadu na to, či používate kruhové jadro alebo bežné feritové jadro, naviňte 10 otáčok každého vinutia. Váš induktor je na to pripravený.

Kontrola generátora

Zhromažďujeme podľa schémy a kontrolujeme. Generátor by mal fungovať a nepotrebuje nastavenie.
Ak sa náhle, aj keď prvky fungujú správne, LED nerozsvieti, skúste zmeniť konce jedného z vinutí indukčného transformátora.
Teraz LED svieti veľmi jasne aj pri vybitej batérii. Spodná hranica napájania celého zariadenia je teraz niekde okolo 0,6 voltu.
Účinnosť transformátora s kruhovým jadrom je o niečo vyššia. Samozrejme, nie kritické, ale majte to na pamäti.

Dostupnosť a relatívne nízke ceny ultrajasných svetelných diód (LED) umožňujú ich použitie v rôznych amatérskych zariadeniach. Začínajúci rádioamatéri, ktorí prvýkrát používajú LED vo svojich návrhoch, sa často pýtajú, ako pripojiť LED k batérii? Po prečítaní tohto materiálu sa čitateľ naučí, ako rozsvietiť LED z takmer akejkoľvek batérie, aké schémy zapojenia LED možno použiť v tomto alebo tom prípade, ako vypočítať prvky obvodu.

Na aké batérie je možné LED pripojiť?

V zásade môžete LED diódu jednoducho rozsvietiť pomocou akejkoľvek batérie. Elektronické obvody vyvinuté rádioamatérmi a profesionálmi umožňujú úspešne zvládnuť túto úlohu. Ďalšia vec je, ako dlho bude obvod nepretržite fungovať so špecifickou LED (LED) a špecifickou batériou alebo batériami.

Aby ste odhadli tento čas, mali by ste vedieť, že jednou z hlavných charakteristík každej batérie, či už ide o chemický článok alebo batériu, je kapacita. Kapacita batérie – C je vyjadrená v ampérhodinách. Napríklad kapacita bežných AAA AA batérií sa v závislosti od typu a výrobcu môže pohybovať od 0,5 do 2,5 ampérhodín. Svetelné diódy sa zase vyznačujú prevádzkovým prúdom, ktorý môže byť desiatky a stovky miliampérov. Takto môžete približne vypočítať, ako dlho vydrží batéria, pomocou vzorca:

T= (C*U baht)/(U vedený v práci *Ja pracujem pod vedením)

V tomto vzorci je čitateľom práca, ktorú môže batéria vykonať, a menovateľom je energia spotrebovaná diódou vyžarujúcou svetlo. Vzorec nezohľadňuje účinnosť konkrétneho obvodu a skutočnosť, že je mimoriadne problematické plne využiť celú kapacitu batérie.

Pri navrhovaní zariadení na batérie sa väčšinou snažia zabezpečiť, aby ich aktuálna spotreba nepresiahla 10–30 % kapacity batérie. Na základe tejto úvahy a vyššie uvedeného vzorca môžete odhadnúť, koľko batérií danej kapacity je potrebných na napájanie konkrétnej LED.

Ako sa pripojiť z AA 1,5V AA batérie

Bohužiaľ neexistuje jednoduchý spôsob, ako napájať LED diódu z jednej batérie typu AA. Faktom je, že prevádzkové napätie svetelných diód zvyčajne presahuje 1,5 V. Pre túto hodnotu leží v rozmedzí 3,2 - 3,4 V. Preto na napájanie LED z jednej batérie budete musieť zostaviť menič napätia. Nižšie je schéma jednoduchého meniča napätia s dvoma tranzistormi, pomocou ktorých je možné napájať 1 – 2 supersvietivé LED s prevádzkovým prúdom 20 miliampérov.

Tento prevodník je blokovací oscilátor namontovaný na tranzistore VT2, transformátore T1 a rezistore R1. Blokovací generátor vytvára napäťové impulzy, ktoré sú niekoľkonásobne vyššie ako napätie zdroja energie. Dióda VD1 tieto impulzy usmerňuje. Induktor L1, kondenzátory C2 a C3 sú prvky antialiasingového filtra.

Tranzistor VT1, odpor R2 a zenerova dióda VD2 sú prvky stabilizátora napätia. Keď napätie na kondenzátore C2 presiahne 3,3 V, zenerova dióda sa otvorí a na rezistore R2 sa vytvorí pokles napätia. Súčasne sa prvý tranzistor otvorí a uzamkne VT2, blokovací generátor prestane fungovať. Tým je zabezpečená stabilizácia výstupného napätia meniča na 3,3 V.

Ako VD1 je lepšie použiť Schottkyho diódy, ktoré majú nízky pokles napätia v otvorenom stave.

Transformátor T1 je možné navinúť na feritový krúžok triedy 2000NN. Priemer prsteňa môže byť 7 – 15 mm. Ako jadro môžete použiť krúžky z meničov energeticky úsporných žiaroviek, filtračné cievky počítačových zdrojov a pod. Vinutia sú vyrobené zo smaltovaného drôtu s priemerom 0,3 mm, každé 25 závitov.

Túto schému je možné bezbolestne zjednodušiť vyradením stabilizačných prvkov. V zásade sa obvod zaobíde bez tlmivky a jedného z kondenzátorov C2 alebo C3. Dokonca aj nováčik rádioamatér môže zostaviť zjednodušený obvod vlastnými rukami.

Obvod je tiež dobrý, pretože bude fungovať nepretržite, kým napätie zdroja neklesne na 0,8 V.

Ako pripojiť 3V batérie

Super jasnú LED diódu môžete pripojiť k 3V batérii bez použitia akýchkoľvek ďalších dielov. Keďže prevádzkové napätie LED je o niečo vyššie ako 3 V, LED nebude svietiť v plnej sile. Niekedy to môže byť dokonca užitočné. Napríklad pomocou LED s vypínačom a 3 V diskovej batérie (ľudovo nazývanej tablet), používanej v základných doskách počítačov, si môžete vyrobiť malú kľúčenku na baterku. Táto miniatúrna baterka môže byť užitočná v rôznych situáciách.

Z takejto batérie - 3 voltových tabliet môžete napájať LED

Pomocou dvojice 1,5 V batérií a zakúpeného alebo domáceho konvertora na napájanie jednej alebo viacerých LED diód môžete urobiť vážnejší dizajn. Schéma jedného z týchto meničov (zosilňovačov) je znázornená na obrázku.

Zosilňovač založený na čipe LM3410 a niekoľkých prílohách má nasledujúce vlastnosti:

• vstupné napätie 2,7 – 5,5 V.
• maximálny výstupný prúd až 2,4 A.
• počet pripojených LED od 1 do 5.
• frekvencia konverzie od 0,8 do 1,6 MHz.

Výstupný prúd prevodníka je možné upraviť zmenou odporu meracieho odporu R1. Napriek tomu, že z technickej dokumentácie vyplýva, že mikroobvod je určený na pripojenie 5 LED diód, v skutočnosti k nemu môžete pripojiť 6. Je to spôsobené tým, že maximálne výstupné napätie čipu je 24 V. LM3410 tiež umožňuje LED svietiť (stmievať). Na tieto účely sa používa štvrtý kolík čipu (DIMM). Stmievanie je možné vykonať zmenou vstupného prúdu tohto kolíka.

Ako pripojiť 9V batérie Krona

„Krona“ má relatívne malú kapacitu a nie je príliš vhodná na napájanie vysokovýkonných LED diód. Maximálny prúd takejto batérie by nemal presiahnuť 30 - 40 mA. Preto je lepšie k nemu pripojiť 3 sériovo zapojené svetelné diódy s prevádzkovým prúdom 20 mA. Tie, rovnako ako v prípade pripojenia na 3 voltovú batériu, nebudú svietiť na plný výkon, ale batéria vydrží dlhšie.

Napájací obvod batérie Krona

Je ťažké pokryť v jednom materiáli všetky rôzne spôsoby pripojenia LED diód k batériám s rôznym napätím a kapacitou. Snažili sme sa hovoriť o najspoľahlivejších a najjednoduchších dizajnoch. Dúfame, že tento materiál bude užitočný pre začiatočníkov aj skúsenejších rádioamatérov.